電容

作為重要的無源元件，應用十分廣泛。本文將介紹電容應用於電源電路，實現旁路、去耦
、濾波和儲能方麵電容的作用，以及電容應用於信號電路，完成耦合
、振蕩/同步及時間常數的作用詳解。

 

作為無源元件之一的電容，其作用不外乎以下幾種：

 

電容應用於電源電路，實現濾波、旁路、去耦和儲能方麵電容的作用：

 

1 濾波

 

濾波是電容的作用中很重要的一部分，幾乎所有的電源電路中都會用到。從理論上（即假設電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小
，通過的頻率也越高。但實際上超過1uF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高後反而阻抗會增大。

 

youshihuikandaoyouyigedianrongliangjiaodadianjiedianrongbinglianleyigexiaodianrong
，zheshidadianrongtongdipin
，xiaodianrongtonggaopin。dianrongdezuoyongjiushitonggaozudi
，tonggaopinzudipin。dianrongyuedadipinyuerongyitongguo
，dianrongyuedagaopinyuerongyitongguo。jutiyongzailvbozhong
，dadianrong（1000uF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。

 

曾有網友將濾波電容比作“水塘”。youyudianrongdeliangduandianyabuhuitubian，youcikezhi，xinhaopinlvyuegaozeshuaijianyueda，kehenxingxiangdeshuodianrongxianggeshuitang，buhuiyinjidishuidejiaruhuozhengfaeryinqishuiliangdebianhua。tabadianyadebiandongzhuanhuaweidianliudebianhua，pinlvyuegao，fengzhidianliujiuyueda
，congerhuanchongledianya。lvbojiushichongdianfangdiandeguocheng。

2 旁路

 

旁pang路lu電dian容rong是shi為wei本ben地di器qi件jian提ti供gong能neng量liang的de儲chu能neng器qi件jian，它ta能neng使shi穩wen壓ya器qi的de輸shu出chu均jun勻yun化hua，降jiang低di負fu載zai需xu求qiu。就jiu像xiang小xiao型xing可ke充chong電dian電dian池chi一yi樣yang，旁pang路lu電dian容rong能neng夠gou被bei充chong電dian

，並bing向xiang器qi件jian進jin行xing放fang電dian。為wei盡jin量liang減jian少shao阻zu抗kang，旁pang路lu電dian容rong要yao盡jin量liang靠kao近jin負fu載zai器qi件jian的de供gong電dian電dian源yuan管guan腳jiao和he地di管guan腳jiao。這zhe能neng夠gou很hen好hao地di防fang止zhi輸shu入ru值zhi過guo大da而er導dao致zhi的de地di電dian位wei抬tai高gao和he噪zao聲sheng。地di彈dan是shi地di連lian接jie處chu在zai通tong過guo大da電dian流liu毛mao刺ci時shi的de電dian壓ya降jiang。

 

3 去耦

 

去耦
，又稱解耦。從電路來說，總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大，驅動電路要把電容充電、放(fang)電(dian)
，才(cai)能(neng)完(wan)成(cheng)信(xin)號(hao)的(de)跳(tiao)變(bian)
，在(zai)上(shang)升(sheng)沿(yan)比(bi)較(jiao)陡(dou)峭(qiao)的(de)時(shi)候(hou)，電(dian)流(liu)比(bi)較(jiao)大(da)，這(zhe)樣(yang)驅(qu)動(dong)的(de)電(dian)流(liu)就(jiu)會(hui)吸(xi)收(shou)很(hen)大(da)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)流(liu)
，由(you)於(yu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)感(gan)，電(dian)阻(zu)（特別是芯片管腳上的電感
，會產生反彈）
，這種電流相對於正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作。這就是耦合。

 

quoudianrongjiushiqidaoyigedianchidezuoyong，manzuqudongdianludianliudebianhua，bimianxianghujiandeouheganrao。jiangpangludianronghequoudianrongjieheqilaijianggengrongyilijie。

 

旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)實(shi)際(ji)也(ye)是(shi)去(qu)耦(ou)合(he)的(de)
，隻(zhi)是(shi)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)一(yi)般(ban)是(shi)指(zhi)高(gao)頻(pin)旁(pang)路(lu)

，也(ye)就(jiu)是(shi)給(gei)高(gao)頻(pin)的(de)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)提(ti)高(gao)一(yi)條(tiao)低(di)阻(zu)抗(kang)泄(xie)防(fang)途(tu)徑(jing)。高(gao)頻(pin)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)一(yi)般(ban)比(bi)較(jiao)小(xiao)，根(gen)據(ju)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)一(yi)般(ban)是(shi)0.1u，0.01u等，而去耦合電容一般比較大，是10uF或(huo)者(zhe)更(geng)大(da)，依(yi)據(ju)電(dian)路(lu)中(zhong)分(fen)布(bu)參(can)數(shu)，以(yi)及(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)流(liu)的(de)變(bian)化(hua)大(da)小(xiao)來(lai)確(que)定(ding)。旁(pang)路(lu)是(shi)把(ba)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)中(zhong)的(de)幹(gan)擾(rao)作(zuo)為(wei)濾(lv)除(chu)對(dui)象(xiang)，而(er)去(qu)耦(ou)是(shi)把(ba)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)幹(gan)擾(rao)作(zuo)為(wei)濾(lv)除(chu)對(dui)象(xiang)，防(fang)止(zhi)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)返(fan)回(hui)電(dian)源(yuan)。這(zhe)應(ying)該(gai)是(shi)他(ta)們(men)的(de)本(ben)質(zhi)區(qu)別(bie)。

 

4 儲能

 

儲能型電容器通過整流器收集電荷，並將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC
、電容值在220～150 000uF之間的鋁電解電容器是較為常用的。根據不同的電源要求，器件有時會采用串聯、並聯或其組合的形式
， 對於功率級超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

 

 

電容應用於信號電路，主要完成耦合
、振蕩/同步及時間常數的作用：

 

1 耦合

 

jugelizilaijiang，jingtiguanfangdaqifashejiyouyigezigeipianyadianzu，tatongshiyoushixinhaochanshengyajiangfankuidaoshuruduanxingchengleshurushuchuxinhaoouhe，zhegedianzujiushichanshengleouhedeyuanjian
，ruguozaizhegedianzuliangduanbinglianyigedianrong，youyushidangrongliangdedianrongqiduijiaoliuxinhaojiaoxiaodezukang，zheyangjiujianxiaoledianzuchanshengdeouhexiaoying
，guchengcidianrongweiquoudianrong。

 

2 振蕩/同步

 

包括RC、LC振蕩器及晶體的負載電容都屬於這一範疇。

 

3 時間常數

 

當輸入信號電壓加在輸入端時，電容（C）上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻（R）、電容（C）的特性通過下麵的公式描述：i = （V/R）e -（t/CR）

 

 

我們知道了電容的作用以後下麵來談談電容在使用中的注意事項：

 

1 什麼是好電容

 

電容容量越大越好：很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們知道雖然電容越大，為IC提ti供gong的de電dian流liu補bu償chang的de能neng力li越yue強qiang。且qie不bu說shuo電dian容rong容rong量liang的de增zeng大da帶dai來lai的de體ti積ji變bian大da，增zeng加jia成cheng本ben的de同tong時shi還hai影ying響xiang空kong氣qi流liu動dong和he散san熱re。關guan鍵jian在zai於yu電dian容rong上shang存cun在zai寄ji生sheng電dian感gan，電dian容rong放fang電dian回hui路lu會hui在zai某mou個ge頻pin點dian上shang發fa生sheng諧xie振zhen。在zai諧xie振zhen點dian
，電dian容rong的de阻zu抗kang小xiao。

因(yin)此(ci)放(fang)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)阻(zu)抗(kang)最(zui)小(xiao)，補(bu)充(chong)能(neng)量(liang)的(de)效(xiao)果(guo)也(ye)最(zui)好(hao)。但(dan)當(dang)頻(pin)率(lv)超(chao)過(guo)諧(xie)振(zhen)點(dian)時(shi)
，放(fang)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)阻(zu)抗(kang)開(kai)始(shi)增(zeng)加(jia)，電(dian)容(rong)提(ti)供(gong)電(dian)流(liu)能(neng)力(li)便(bian)開(kai)始(shi)下(xia)降(jiang)。電(dian)容(rong)的(de)容(rong)值(zhi)越(yue)大(da)，諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)越(yue)低(di)
，電(dian)容(rong)能(neng)有(you)效(xiao)補(bu)償(chang)電(dian)流(liu)的(de)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)也(ye)越(yue)小(xiao)。從(cong)保(bao)證(zheng)電(dian)容(rong)提(ti)供(gong)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)的(de)能(neng)力(li)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)說(shuo)
，電(dian)容(rong)越(yue)大(da)越(yue)好(hao)的(de)觀(guan)點(dian)是(shi)錯(cuo)誤(wu)的(de)
，一(yi)般(ban)的(de)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)參(can)考(kao)值(zhi)的(de)。

 

同樣容量的電容，並聯越多的小電容越好：耐壓值

、耐溫值
、容值、ESR（等效電阻）等是電容的幾個重要參數，對於ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量
、頻率

、電壓、溫度等都有關係。當電壓固定時候，容量越大，ESR越低。在板卡設計中采用多個小電容並連多是出與PCB空間的限製，這樣有的人就認為
，越多的並聯小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點的阻抗，采用多個小電容並聯，效果並不一定突出。

 

ESR越低，效果越好：對於輸入電容來說，輸入電容的容量要大一點。相對容量的要求
，對ESR的要求可以適當的降低。因為輸入電容主要是耐壓
，其次是吸收MOSFET的開關脈衝。對於輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當的降低一點。

ESR的要求則高一點
，因為這裏要保證的是足夠的電流通過量。但這裏要注意的是ESR並不是越低越好
，低ESRdianronghuiyinqikaiguandianluzhendang。erxiaozhendianlufuzatongshihuidaozhichengbendezengjia。bankashejizhong，zheliyibanyouyigecankaozhi，cizuoweiyuanjianxuanyongcanshu
，bimianxiaozhendianluerdaozhichengbendezengjia。

 

好電容代表著高品質：“唯電容論”曾(zeng)經(jing)盛(sheng)極(ji)一(yi)時(shi)，一(yi)些(xie)廠(chang)商(shang)和(he)媒(mei)體(ti)也(ye)刻(ke)意(yi)的(de)把(ba)這(zhe)個(ge)事(shi)情(qing)做(zuo)成(cheng)一(yi)個(ge)賣(mai)點(dian)。在(zai)板(ban)卡(ka)設(she)計(ji)中(zhong)，電(dian)路(lu)設(she)計(ji)水(shui)平(ping)是(shi)關(guan)鍵(jian)。和(he)有(you)的(de)廠(chang)商(shang)可(ke)以(yi)用(yong)兩(liang)相(xiang)供(gong)電(dian)做(zuo)出(chu)比(bi)一(yi)些(xie)廠(chang)商(shang)采(cai)用(yong)四(si)相(xiang)供(gong)電(dian)更(geng)穩(wen)定(ding)的(de)產(chan)品(pin)一(yi)樣(yang)，一(yi)味(wei)的(de)采(cai)用(yong)高(gao)價(jia)電(dian)容(rong)

，不(bu)一(yi)定(ding)能(neng)做(zuo)出(chu)好(hao)產(chan)品(pin)。衡(heng)量(liang)一(yi)個(ge)產(chan)品(pin)，一(yi)定(ding)要(yao)全(quan)方(fang)位(wei)多(duo)角(jiao)度(du)的(de)去(qu)考(kao)慮(lv)，切(qie)不(bu)可(ke)把(ba)電(dian)容(rong)的(de)作(zuo)用(yong)有(you)意(yi)無(wu)意(yi)的(de)誇(kua)大(da)。

 

2 電容爆漿種類

 

爆漿的種類：分兩類
，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。

 

輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)爆(bao)漿(jiang)和(he)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)的(de)品(pin)質(zhi)有(you)關(guan)。過(guo)多(duo)的(de)毛(mao)刺(ci)電(dian)壓(ya)

，峰(feng)值(zhi)電(dian)壓(ya)過(guo)高(gao)
，電(dian)流(liu)不(bu)穩(wen)定(ding)等(deng)都(dou)使(shi)電(dian)容(rong)過(guo)於(yu)充(chong)放(fang)電(dian)過(guo)於(yu)頻(pin)繁(fan)，長(chang)時(shi)間(jian)處(chu)於(yu)這(zhe)類(lei)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)下(xia)的(de)電(dian)容(rong)，內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)很(hen)快(kuai)。超(chao)過(guo)泄(xie)爆(bao)口(kou)的(de)承(cheng)受(shou)極(ji)限(xian)就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)爆(bao)漿(jiang)。

 

duiyushuchudianronglaishuo，duijingdianyuanmokuaitiaozhenghoudedianliujinxinglvbo，dianliujingguoyiciguolv
，bijiaopingwen，fashengbaojiangdekenengxingxiangduilaishuoxiaolebushao。danruguohuanjingwenduguogao
，dianrongtongyangrongyifashengbaojiang。bao，baoye。caiyonglajidongxiziranyaobao，baoyinga。yuzhiguoquyinzhe，jianqixianzaiguo
；欲知未來果者，見其現在因。

 

3 電解電容爆漿的原因

 

電容爆漿的原因有很多，比如電流大於允許的穩波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓
、頻繁的充放電等。

 

但(dan)是(shi)最(zui)直(zhi)接(jie)的(de)原(yuan)因(yin)就(jiu)是(shi)高(gao)溫(wen)。我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)電(dian)容(rong)有(you)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)參(can)數(shu)就(jiu)是(shi)耐(nai)溫(wen)值(zhi)，指(zhi)的(de)就(jiu)是(shi)電(dian)容(rong)內(nei)部(bu)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)沸(fei)點(dian)。當(dang)電(dian)容(rong)的(de)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)達(da)到(dao)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)沸(fei)點(dian)時(shi)，電(dian)解(jie)液(ye)開(kai)始(shi)沸(fei)騰(teng)
，電(dian)容(rong)內(nei)部(bu)的(de)壓(ya)力(li)升(sheng)高(gao)，當(dang)壓(ya)力(li)超(chao)過(guo)泄(xie)爆(bao)口(kou)的(de)承(cheng)受(shou)極(ji)限(xian)就(jiu)發(fa)生(sheng)了(le)爆(bao)漿(jiang)。所(suo)以(yi)說(shuo)溫(wen)度(du)是(shi)導(dao)致(zhi)電(dian)容(rong)爆(bao)漿(jiang)的(de)直(zhi)接(jie)原(yuan)因(yin)。

 

電容設計使用壽命大約為2萬小時
，受環境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實驗證明環境溫度每升高10℃，電dian容rong的de壽shou命ming就jiu會hui減jian半ban。主zhu要yao原yuan因yin就jiu是shi溫wen度du加jia速su化hua學xue反fan應ying而er使shi介jie質zhi隨sui時shi間jian退tui化hua失shi效xiao
，這zhe樣yang電dian容rong壽shou命ming終zhong結jie。為wei了le保bao證zheng電dian容rong的de穩wen定ding性xing，電dian容rong在zai插cha板ban前qian要yao經jing過guo長chang時shi間jian的de高gao溫wen環huan境jing的de測ce試shi。即ji使shi是shi在zai100℃，高品質的電容也可以工作幾千個小時。

 

同時，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過程中，電容容量不會超過標準範圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問題
，而不是設計壽命到達之後就發生爆漿。隻是無法保證電容的設計的容量標準。

 

suoyi，duanshiqinei

，zhengchangshiyongdebankadianrongjiufashengbaojiangdeqingkuang，zhejiushidianrongpinzhiwenti。lingwai，buzhengchangdeshiyongqingkuangyeyoukenengfashengdianrongbaojiangdeqingkuang。birurechabadiannaopeijianyehuidaozhibankajubudianludianliu、電壓的劇烈變化
，從而引發電容使用故障。